城市道路大跨徑匝道橋鋼混疊合梁的施工技術(shù)

袁煉 項(xiàng)世芳 李金鋒

摘 要： 鋼混疊合梁的結(jié)構(gòu)組成是通過(guò)鋼以及混凝土構(gòu)成的，是一種由鋼和混凝土組成的新型結(jié)構(gòu)，可以充分展示兩種材料的力學(xué)性能，讓鋼材的使用數(shù)量可以不斷地減少，增加結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性，從目前階段來(lái)看，已成為大跨度公路，成為匝道橋梁的首選之一。該文主要從鋼混疊合梁的受力性、耐久性以及對(duì)于用鋼數(shù)量等方面所存在的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并對(duì)目前我國(guó)鋼混組合梁的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。最后針對(duì)實(shí)際的工程狀況對(duì)城市道路的大跨徑鋼混疊合梁的制作施工等為基礎(chǔ)，展開(kāi)了探討。

關(guān)鍵詞：城市道路 ?大跨徑 ?疊合梁 ?分析

中圖分類號(hào)： TU71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）10（c）-0000-00

Construction Technology of Steel-Concrete Composite Beam of Large-Span Ramp Bridge on Urban Road

YUAN Lian ?XIANG Shifang ?LI Jinfeng

（Tengda Construction Group Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310000 China）

Abstract： The structural composition of steel-concrete composite beam is composed of steel and concrete. It is a new structure composed of steel and concrete. It can fully display the mechanical properties of the two materials， reduce the use of steel and increase the stiffness and stability of the structure. At present， it has become a long-span highway and one of the first choices of ramp bridges. In this paper， the advantages of steel - concrete composite beams are discussed in detail， such as the strength， durability and the quantity of steel used， and the development of steel - concrete composite beams in China is introduced in detail. Finally， according to the actual engineering situation， this paper discusses the fabrication and construction of long-span steel-concrete composite beams of urban roads.

Key Words： Urban road; Large span; Composite beam; Analysis

1鋼混疊合梁施工技術(shù)的重要性

隨著我國(guó)城市的飛速發(fā)展，城市堵塞問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，而橋梁建設(shè)的增加能夠成功緩解這一問(wèn)題的出現(xiàn)。但城市的空間是有限的，種種因素讓鋼筋混凝施工無(wú)法順利地開(kāi)展下去，目前鋼混疊梁的施工技術(shù)主要是噪聲小，耐久性好、疲勞強(qiáng)度比較高，而鋼箱橋梁沒(méi)有達(dá)到以上的優(yōu)點(diǎn)，因此，鋼混疊梁的施工技術(shù)則是在鋼筋混凝施工中使用的[1]。在整個(gè)過(guò)程中，鋼箱梁的施工工藝和鋼箱梁施工中采用的是鋼筋拼裝技術(shù)，對(duì)鋼箱梁的施工技術(shù)進(jìn)行了大量的分析，高架橋的施工技術(shù)也得到了很大程度的提高，基于此，該文主要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)拼接、混凝土的現(xiàn)場(chǎng)澆筑，來(lái)促進(jìn)施工的進(jìn)程。

2疊合梁的發(fā)展應(yīng)用

鋼混疊合梁是將鋼和混凝土結(jié)合在一起的組合構(gòu)件。根據(jù)各種鋼梁的材質(zhì)，可分為工字鋼組合梁、箱式組合梁、桁架式組合鋼梁[2]。其中鋼組合梁箱形組合梁應(yīng)用最廣泛。

鋼混疊合梁是一種結(jié)合現(xiàn)澆和拼裝結(jié)構(gòu)的新型結(jié)構(gòu)，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：第一，在力學(xué)性能方面，能夠讓剛度提高起來(lái)的同時(shí)還可以增強(qiáng)抗裂的能力。第二，在成本方面，減少了鋼筋用量，具有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。第三，在制造過(guò)程中，大部分的鋼主梁以及橋板基本上都是統(tǒng)一制造出來(lái)的，具有很高的生產(chǎn)效率，并且質(zhì)量也能夠控制在內(nèi)[3]。

3高速公路大跨徑匝道橋鋼混疊合梁的施工技術(shù)

3.1匝道橋鋼混疊合梁的適用性

匝道橋是典型的曲線橋結(jié)構(gòu)，鋼混疊合梁和連續(xù)鋼箱梁橋也在被推廣使用中，進(jìn)而有效提高了其跨越能力和穩(wěn)定性，對(duì)于連續(xù)鋼箱梁以及鋼混疊合梁通過(guò)分析比較之后，可以發(fā)現(xiàn)后者的施工效率以及質(zhì)量控制更好一些，與此同時(shí)，還存在成本低、后期維護(hù)工作量少等綜合優(yōu)勢(shì)。

3.2施工準(zhǔn)備

在施工準(zhǔn)備的工作當(dāng)中，鋼箱梁每一項(xiàng)工作都檢查合格了之后，需要及時(shí)地清理雜物，避免出現(xiàn)油污而對(duì)鋼混結(jié)合帶來(lái)很大的影響。因此，在準(zhǔn)備的時(shí)候，首先選擇鋼結(jié)構(gòu)加工經(jīng)驗(yàn)豐富、強(qiáng)度高的廠家，按照設(shè)計(jì)要求加工出截面的鋼焦，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)組裝。組裝鋼盒炭后，重新測(cè)試高程和對(duì)齊比以進(jìn)行缺陷檢測(cè)。在符合要求后，焊縫檢查將剪力釘連接到鋼材表面。如果剪力釘沿橋面水平放置，則方向必須垂直于下一個(gè)方向[4]。線的方向達(dá)到最佳的剪切效果，間距為36 cm（長(zhǎng)）×30 cm（寬），必要時(shí)焊接緊密。其次，清潔橋面。一旦鋼箱梁通過(guò)所有工作檢查認(rèn)證，清除橋面板上的碎屑。防止油漬出現(xiàn)。如有油漬，應(yīng)用金屬清潔劑清洗，以免影響鋼材的完整性，以及與混凝土結(jié)合。鋪貼前先系好鋼筋網(wǎng)，沿線垂直放置水平鋼筋，焊接垂直鋼筋，以提高抗拉、抗彎性能。另外，為保證鋼筋保護(hù)層的厚度，盡量連接剪力釘，防止鋼筋網(wǎng)在注入路面層時(shí)因施工人員的撞擊或混凝土的撞擊而下沉[5]。鋼網(wǎng)保護(hù)層過(guò)厚，路面層混凝土容易開(kāi)裂。根據(jù)相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，匝道橋鋼組合梁施工順序如下：第一，地基、注墩、架設(shè)臨時(shí)墩。第二，鋼梁經(jīng)制造、拼裝、水平連接形成連續(xù)梁。第三，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將混凝土橋面澆筑到正跨彎矩區(qū)，待此處混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，拆除臨時(shí)橋墩。第四，剩余橋墩頂部負(fù)彎矩區(qū)繼續(xù)澆筑橋面混凝土。與當(dāng)混凝土的強(qiáng)度以及彈性符合設(shè)計(jì)的需求之后，則需要拉伸橋面預(yù)應(yīng)力。工程實(shí)例分析表明，組合梁自重較大，鋼箱梁受力較大。因此，有必要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換控制，防止變形。

4 ? 鋪裝層施工工藝與質(zhì)量控制

在本工程中，所用鋼纖維為強(qiáng)拉扭型，LHSF=35，鋼纖維長(zhǎng)度為32～35 mm，抗拉強(qiáng)度為380 MPa以上。集料所使用的是5～31.5 mm的連續(xù)級(jí)配。通過(guò)選擇施工現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中最為專業(yè)的混凝土廠家所制造出來(lái)的混凝土，保證質(zhì)量的合格，并派遣測(cè)試工程師到制造廠進(jìn)行部署和監(jiān)控。與此同時(shí)，攪拌鋼纖維混凝土?xí)r，鋼纖維應(yīng)至少與砂石料的1/2同時(shí)混合，以防止纖維凝固。在施工的過(guò)程中，還需要注意的是纖維以及水泥的供應(yīng)需要分開(kāi)進(jìn)行，這是因?yàn)椋趯?shí)際的施工中，攪拌站所使用到的分散器可以將砂石慣有效地?cái)嚢柙谝黄?，隨后再加入水泥進(jìn)去，攪拌均勻。加水和外加劑，混合40 s，放到攪拌車上。攪拌時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。如果它太長(zhǎng)，纖維可能會(huì)彎曲并聚結(jié)在一起，考慮使用混合物。對(duì)于卡車運(yùn)輸，攪拌車在道路上的攪拌速度控制在10～14個(gè)/min。

5 ?燒注順序劃分

分倉(cāng)注漿法用于防止鋼梁表面鋪裝層在燒制時(shí)產(chǎn)生收縮裂紋，倉(cāng)儲(chǔ)的主要原則是需要測(cè)量出樓板的寬度以及伸縮縫的長(zhǎng)度，只有合理的長(zhǎng)度才可以讓工程順利地進(jìn)行下去，而由于坡道橋面僅12.29 m寬，無(wú)需垂直裝箱[6]。道路注漿倉(cāng)（I、I、M、IV段）按以下段劃分，隨后將泵車直接送知道橋面上面，泵送前用相同標(biāo)記的砂漿潤(rùn)濕管道，以免堵塞管道。 如果繼續(xù)泵送，如果因任何原因中斷，時(shí)間不應(yīng)超過(guò)30 min。

6 ? 實(shí)例分析

6.1 工程概況

本工程主要是針對(duì)烏魯木齊市科南高架東延路二期工程，對(duì)于這一工程，其中橋樁數(shù)量的范圍是DYK4+402.5～DYK5+718.96，總長(zhǎng)度達(dá)到了1 316.5 m。橋梁的整體所使用的是鉆孔樁，直徑1.2 m，帽頂27個(gè)，共216個(gè)，擴(kuò)建基礎(chǔ)3墩，墩58，高架橋Pm174墩為橋臺(tái)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆混凝土梁10根，疊加梁2根。

6.2疊合梁施工方案

在此次標(biāo)段中，其跨徑達(dá)到了50 m。側(cè)腹板為斜腹板。梁在組合梁總截面中心線處的高度為2.7 m，梁頂面總寬度為25 m。頂板厚度為20 mm，底板厚度為20 mm、30 mm、36 mm，腹板厚度為12 mm，16 mm、20 nm。正常橫向分隔板厚12 mm，支撐隔板厚20 mm，直肋用于加強(qiáng)頂板、底板和腹板）。該項(xiàng)目鋼混組合梁外包給專業(yè)廠家加工制造。支架在現(xiàn)場(chǎng)組裝，組裝在支架上并焊接。

6.3疊合梁施工技術(shù)要點(diǎn)

6.3.1疊合梁節(jié)段劃分

該標(biāo)段疊合梁的布局為50 m，總質(zhì)量達(dá)到了將近613.8 t。疊合梁加工完成后，將其分成多個(gè)部分進(jìn)行制造和安裝。沿橋的截面長(zhǎng)度約為14.836 m，最大截面單位質(zhì)量被認(rèn)為是50 t。線路橋段考慮了水平同時(shí)切片的原理。在水平剖切的情況下，主體為分段式基本單元，以頂板與主箱體之間的橫向連接梁為單元部分，左右懸臂分離。從最外面的箱體運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，焊接到橋下的主箱體上。對(duì)于懸吊安裝，橫截面位置不設(shè)計(jì)在橋墩或跨度的中心。

6.3.2疊合梁加工運(yùn)輸

鋼梁由上板、下板、腹板、橫梁、隔板和鋼筋組成?；炷翗蛎孢B接為一體。組合梁的制造過(guò)程如下：首先需要進(jìn)行施工前的準(zhǔn)備工作，隨后需要進(jìn)行鋼板整平和預(yù)處理、零件切割和下料、機(jī)加工、單元組件制造、棒材組裝、焊接、修邊（上腹板單元、下板單元、隔膜單元、橫梁）、集成組裝、噴漆、裝載和運(yùn)輸。該項(xiàng)目疊加梁采用長(zhǎng)度超過(guò)15 m的加長(zhǎng)車運(yùn)輸，指定專人監(jiān)督裝車，確認(rèn)箱號(hào)和包裹件號(hào)，完成提貨手續(xù)。盒式組件根據(jù)安裝順序以單元形式提供。將增加臨時(shí)支持，并將其一次性運(yùn)送到指定地點(diǎn)。

6.3.3疊合梁拼裝

該項(xiàng)目將根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，選用工作半徑為10 m的39 m履帶起重機(jī)。吊裝工作必須由專業(yè)人員完成。吊裝作業(yè)前，需要對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行檢查。起重鋼絲繩與組合梁頂板夾角為60°以下，不適合長(zhǎng)期高空懸掛。吊裝組合梁截面時(shí)，首先要進(jìn)行永久性吊裝。橋墩的上部中央部分將在稍后安裝。您需要靜壓復(fù)合梁 3 s。自臨時(shí)支撐解除以來(lái)，已經(jīng)過(guò)去了大約7天。每天觀察臨時(shí)支柱的下沉情況，待下沉穩(wěn)定后，將組合梁校正到位，加厚界面，將焊接和匹配工作做好。

7結(jié)語(yǔ)

總而言之，對(duì)于鋼混疊合梁來(lái)說(shuō)，其主要的有點(diǎn)就是，受力好、操作簡(jiǎn)單，施工快，能夠節(jié)省出大量的時(shí)間，因此在城市道路上，這一工程也得到了人們廣泛的運(yùn)用，而在真實(shí)的土建工作當(dāng)中，也需要通過(guò)控制好鋼混組合梁的質(zhì)量，進(jìn)行焊接和組裝工作，并建立檢驗(yàn)記錄，以確保整座橋梁的可靠性，橋梁安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 王斐度.平塘特大橋鋼疊合梁施工關(guān)鍵施工技術(shù)[J].城鎮(zhèn)建設(shè)，2020（1）：67.

[2] 岳粹歌.城市高架橋鋼箱梁吊裝施工技術(shù)分析[J]. 工程與建設(shè)，2021，35（4）：805-807.

[3] 余春霖.大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋跨中撓度控制技術(shù)研究[D].南寧：廣西大學(xué)，2020.

[4] 龍厚全，辛保成.蘇州中環(huán)既有高架橋上吊裝多層鋼箱梁施工技術(shù)[J].鋼結(jié)構(gòu)，2017，32（12）：105-108，100.

[5] 吳德強(qiáng)，楊懷宇.樟樹(shù)贛江二橋鋼混疊合梁斜拉橋橋塔施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2017（6）：52-55.

[6] 黃志誠(chéng)，李東洋，郭馨艷.大跨徑簡(jiǎn)支鋼箱梁彎橋抗傾覆性能研究[J].公路工程，2019，44（5）：14-17，141.

作者簡(jiǎn)介：袁煉（1975—），男，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槭姓?/p>